收費設(shè)施是交通工程，特別是高等級公路、橋梁、隧道及停車場等系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。它不僅是資金回收、實現(xiàn)項目經(jīng)濟可持續(xù)性的重要手段，也對交通流的組織、管理與服務(wù)水平產(chǎn)生直接影響。本章將系統(tǒng)闡述收費設(shè)施的設(shè)計原則、類型以及核心的交通收費設(shè)備。

一、收費設(shè)施設(shè)計的基本原則與目標(biāo)

收費設(shè)施的設(shè)計首要目標(biāo)是實現(xiàn)高效、安全、公平的收費過程，同時最小化對主線交通流的干擾。其核心原則包括：

1. 通行能力匹配：收費車道的數(shù)量與通行能力必須與收費站的預(yù)測交通量相適應(yīng)，避免成為路段瓶頸。
2. 安全至上：合理布局收費廣場、漸變段和分隔設(shè)施，確保車輛減速、停車?yán)U費、加速駛離全過程的安全，特別是人員（收費員、駕駛員）的安全。
3. 用戶友好：繳費流程應(yīng)清晰、簡便、快速，提供多種支付方式（如現(xiàn)金、ETC、移動支付），并設(shè)置明確、提前的指示標(biāo)志。
4. 經(jīng)濟性與可擴展性：在滿足當(dāng)前需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計應(yīng)兼顧未來交通量增長和技術(shù)升級的可能性。

二、收費制式與收費站布局

收費制式?jīng)Q定了收費站在路網(wǎng)中的布局形式，主要分為：

• 均一制收費：全線按次統(tǒng)一費率收費，收費站通常設(shè)置在道路的入口或出口。布局簡單，但長途短途收費相同，不夠公平。
• 開放式收費：在主線設(shè)置若干收費站，按區(qū)間收費。需設(shè)置主線收費站，對交通流有直接阻斷影響。
• 封閉式收費：車輛在入口領(lǐng)卡（或記錄信息），在出口根據(jù)行駛里程繳費。這是高速公路最常用的制式，需在所有互通立交的匝道出入口設(shè)置收費站。
• 混合式收費：結(jié)合上述多種方式。

收費廣場是車輛完成繳費操作的區(qū)域，其設(shè)計包括足夠的漸變段長度、足夠的收費島寬度與長度、安全島、以及排水、照明、監(jiān)控等配套設(shè)施。

三、核心交通收費設(shè)備詳解

收費設(shè)備是收費系統(tǒng)的“硬件”核心，其技術(shù)水平直接影響收費效率和系統(tǒng)可靠性。主要設(shè)備包括：

1. 車道級設(shè)備：

• 電子不停車收費（ETC）設(shè)備：這是現(xiàn)代收費系統(tǒng)的主流。包括車載單元（OBU） 和路側(cè)單元（RSU）。RSU通過5.8GHz專用短程通信（DSRC）技術(shù)與行駛中的車輛OBU進行快速數(shù)據(jù)交換，自動完成扣費。具有通行效率極高（車輛可保持20-60km/h速度通過）、節(jié)約人力、減少排放等優(yōu)勢。

• 人工半自動收費（MTC）設(shè)備：車輛需停車?yán)U費。核心設(shè)備包括：

• 收費員終端（操作臺）：集成計算機、票據(jù)打印機、讀卡器、顯示器等，是收費員的工作平臺。

• 車輛檢測器：通常采用環(huán)形線圈或地磁傳感器，用于感知車輛到達(dá)、離開，觸發(fā)抓拍和控制系統(tǒng)。

• 自動欄桿機：受控抬起或落下，控制車輛通行。

• 費額顯示器：向駕駛員顯示應(yīng)繳金額。

• 車牌自動識別（ANPR/LPR）系統(tǒng)：通過高清攝像機和圖像處理軟件，自動抓拍并識別車牌號碼，是稽查逃費、匹配入口信息（封閉式收費）的關(guān)鍵。

• 自助繳費設(shè)備：如無人值守的自助取卡/繳費機，常用于停車場或流量較小的收費站。

1. 站級與中心級設(shè)備：

• 站級服務(wù)器/計算機：收集、處理本站所有車道的數(shù)據(jù)，并進行初步存儲和管理。

• 視頻監(jiān)控系統(tǒng)：覆蓋收費廣場、車道、票亭，用于安全監(jiān)控、交易糾紛處理和運營管理。

• 對講與報警系統(tǒng)：保障收費員與監(jiān)控中心的通信暢通和緊急求助。

• 供配電與防雷系統(tǒng)：確保收費設(shè)備7x24小時穩(wěn)定運行。

四、發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)

隨著技術(shù)進步，交通收費設(shè)施與設(shè)備正朝著 “無感支付”、“一體化集成” 和 “智能化” 方向快速發(fā)展：

• 多技術(shù)融合支付：ETC與車牌付、二維碼支付、基于北斗的自由流收費等互為補充，滿足多樣化需求。
• 自由流收費：取消收費站物理設(shè)施，通過高精度定位、車路通信等技術(shù)在車輛行駛中完成計費扣款，實現(xiàn)真正的不停車通行，這是未來的終極形態(tài)。
• 數(shù)據(jù)深度應(yīng)用：收費系統(tǒng)產(chǎn)生的海量交通流數(shù)據(jù)，可用于路網(wǎng)運行監(jiān)測、出行服務(wù)、養(yǎng)護管理等領(lǐng)域。

面臨的挑戰(zhàn)主要包括：不同系統(tǒng)間的互聯(lián)互通與標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)隱私保護、舊系統(tǒng)升級改造的成本與兼容性問題，以及應(yīng)對逃費、欺詐等不法行為的稽查技術(shù)需要不斷強化。

****：收費設(shè)施設(shè)計是一項融合了交通工程、土木工程、電子信息技術(shù)和管理的綜合性工作。合理的布局規(guī)劃與先進、可靠的收費設(shè)備選型，共同構(gòu)成了一個高效、公平、安全的收費運營體系，對于提升路網(wǎng)整體運行效率和服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要。